牙周炎是牙周支持组织的慢性感染性疾病。牙周软硬组织的破坏是牙周炎的主要临床表现，这种破坏可由微生物直接介导，但更多则缘于宿主对感染的免疫应答。脂多糖（lipopolysaccharides, LPS）是革兰氏阴性菌重要的病原体相关分子模式（PAMP），是被研究最多的牙周炎的主要致病因子之一。一方面LPS对牙周组织有很强的毒性，可以直接抑制牙周膜成纤维细胞对根面的附着、增殖和产生胶原的能力；另一方面脂多糖通过结合细胞表面的模式识别受体，启动固有免疫应答并产生多种细胞因子如白细胞介素、肿瘤坏死因子和干扰素等，这些细胞因子对于炎症和组织损伤的促进作用远大于LPS本身的毒性作用。非折叠蛋白反应（unfolded protein response，UPR）是细胞在不利生存环境下为维持内质网稳态而产生的一种保护性应答，可以防止细胞发生内质网性凋亡，其重要的3个分子标志物为GRP78、XBP-1和CHOP。随着对UPR认识的逐步深入，已经证实XBP-1和CHOP mRNA表达水平上调与牙周炎组织中炎症的破坏程度相关[1]；在牙周炎症组织中GRP78和CHOP的表达水平高于其在健康牙周组织中的表达水平；提示UPR可能参与了牙周炎的发生发展[2]。但引发牙周炎组织中GRP78、XBP-1和CHOP表达水平上调的分子机制尚不明确，牙周炎组织中UPR发生的原因及其影响尚无报道。本实验应用LPS体外刺激人牙周膜成纤维细胞（human periodontal ligamentfibroblasts，HPDLF），采用实时定量PCR首先观测LPS是否可以体外诱导HPDLF发生UPR；鉴于LPS是引起牙周炎症的重要致病分子，我们又应用ELISA和实时定量PCR方法观测了UPR状态的HPDLF在LPS作用后产生细胞因子的水平。具体结果如下：1、我们的研究首次证明LPS作用HPDLF后可以上调HPDLF中GRP78mRNA表达水平，提示LPS可以体外诱导HPDLF发生UPR。PCR电泳发现LPS不仅可以增加HPDLF中XBP-1mRNA表达水平，还可以促进XBP-1的剪切和活化。实验中低浓度LPS（0.1μg/mL）可以诱导HPDLF GRP78和XBP-1mRNA表达水平增高，却不能上调UPR下游促凋亡分子CHOP mRNA的表达水平，说明在低浓度LPS作用下，细胞可通过UPR维持内质网稳态。而较高浓度的LPS（1μg/mL和10μg/mL）则可诱导HPDLF CHOPmRNA表达水平明显增高，表明此时细胞内质网稳态逐步失衡并可能诱发ER性细胞凋亡。以上结果提示，在牙周炎发生发展过程中存在UPR和内质网稳态的逐步破坏；随着炎症的进展，有可能发生内质网性细胞凋亡。2、非折叠蛋白反应诱导剂衣霉素（tunicamycin，TM）和毒胡萝卜素（thapsigargin，TG）作用HPDLF6h，可显著上调细胞中GRP78mRNA表达水平，表明TM和TG可诱导HPDLF发生UPR。用LPS（100ng/mL）作用上述UPR状态细胞，RT-PCR结果显示：与对照组相比，UPR状态细胞中IL-1β、IL-6和IL-8mRNA表达水平显著下降（p<0.05），并随TM和TG浓度的增加这种降低愈发明显，表明UPR在转录水平下调IL-1β、IL-6和IL-8分子的表达。ELISA结果显示：LPS作用的UPR状态HPDLF，其培养上清中IL-1β、IL-6和IL-8的浓度与对照组相比亦显著下降。进一步应用人成纤维细胞系1506重复上述实验，同样可以观察到UPR状态的1506细胞中IL-1β、IL-6和IL-8mRNA表达水平明显下降；以上结果提示UPR状态钝化了细胞对LPS刺激反应的敏感性。综上所述，本课题一方面证实LPS可以体外诱导HPDLF发生UPR，表明LPS可能是引起牙周炎组织中GRP78、XBP-1和CHOP mRNA表达上调的分子机制之一；另一方面，本实验首次证明UPR状态可以钝化HPDLF对LPS刺激反应的敏感性，的产生并无显著抑制作用，但对LPS作用后期细胞因子的大量分泌有明显的抑制作用，表明UPR可以通过调节细胞免疫反应，进而减轻组织细胞的炎症损伤。我们的结果不仅发现并证实了LPS在牙周炎发病中的新机制，而且可能为临床牙周炎治疗提供新的思路。